承压设备应力分析大作业.doc

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1、DN800容器应力分析报告StressAnalysisReport浙江大学化工机械研究所InstituteofProcessEquipment,ZhejiangUniversityApr.,2014DN800容器应力分析报告StressAnalysisReport计算编制：高晓斐21328016(PRE.)校核:(CHK.)审核:(REV.)批准:(APR.)浙江大学化工机械研究所InstituteofProcessEquipment,ZhejiangUniversityApr.,20141设计依据12」用户委托数据（表1）22.2计算条件2221设计工况下的载荷计算

2、条件（表2）22.2.2设计工况下的材料性能（表3）3223正常操作工况疲劳计算条件（表4）33罐体主要部件厚度的初步计算43」筒体厚度43.2封头厚度43.3开孔接管补强结构尺寸的初步确定44分析与计算54.1分析方法54.2力学计算54.2.1力学模型5422边界条件74.2.3设计工况计算8424应力线性化105应力强度评定106疲劳强度评定137结论148技术要求15附录1：模型设计工况下应力线性化数据161设计依据(1)TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》(2)JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》(2005年确认版)(3

3、)承压设备课程大作业提供的容器参数。2设计参数与载荷分析2.1用户委托数据（表1）设计参数和条件如表1所示。表1容器设计参数与条件表设计压力/MPa1.0操作压力/MPa0.2〜0.8设计温度rc250试验温度rc20腐蚀裕量/mm2接管N1材料16MnIII筒体肓径/mmd2000封头类型标准椭圆形年交变次数（正常工作）/次365x2=730设计寿命15年总循环次数/次730x15=109502.2计算条件2.2.1设计工况下的载荷计算条件（表2）表2设计工况下的载荷计算条件表设计工况温度rc250压力/MPa1.0222设计工况下的材料性能（表3）表3设计工况下材

4、料性能表（泊松比取0・3）设计工况筒体Q345RSmi/MPa167（6〜16mm）E/MPa1.88x10s封头Q345RSm2/MPa167（6〜16mm）E/MPa1.88X105接管5m3/MPa16716MnIII锻件E/MPa1.88X105223正常操作工况疲劳计算条件（表4）表4正常操作工况疲劳计算条件表设计寿命15年总循环次数变压工况10950设备正常工作吋加压、卸压，年交变工况为730次，设计寿命为15年，总循环次数为10950o3罐体主要部件厚度的初步计算采用JB4732-95（2005年确认版）的有关计算公式求得各部件厚度。因物料密度较小，不考

5、虑介质静压。取钢板负偏差C】=0.3。・3.1筒体厚度计算厚度:代Q2KS,”—卩。1.0x20002x167・1.0=6.01mm式中:K为载荷组合系数取1.0,仇为筒体计算压力取1.0MPa,S述为Q345R（小于16mm）设计应力强度取167MPa。设计厚度:^=^=6.01+2=8.01mm名义厚度：取几=10mm。要求筒体成形后最小厚度为9.7mm,则实际建模壁厚为7.7mm。3.2封头厚度标准椭圆形封头的计算厚度，按JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认版）图7・1屮参数为"9=0.17的曲线确定。p10&由—=—-—二0.00

6、5988,查得—«0.004&得6=8.64mm。KS?1x167R.m21式中：R.=0.9D.=0.9x2000=1800mm；K为载荷组合系数取1.0；仇为封头计算压力取1.0MPa；S讪为Q345R（6~16mm）设计应力强度取167MPa。设计厚度：》d=》+C2=8.64+2=10.64mm名义厚度：取》n=6mm要求封头成形后最小厚度为10.56mm,则实际建模壁厚为8.6mm。3.3开孔接管补强结构尺寸的初步确定设计条件中，压力变化幅度大、交变次数多，结构尺寸主要由疲劳载荷确定。为降低制造成本，本设计采用厚壁管来提高设备的疲劳寿命。表5列出各开孔接管的

7、尺寸参数。表5开孔厚壁接管补强结构尺寸（mm）序号接管位置接管内直径厚壁管外径X壁厚伸出长度角焊缝咼度数量接管N1上封头中彷径向开孔（］〉1100（1）1180x402002514分析与计算4.1分析方法采用ANSYS15软件，使用N・mm・Pa单位制。完整的结构分析应考虑以下载荷：①压力作用，液柱静压力作用超过设计压力的5%时应计及液柱静压的作用；②设备的自重作用，还有其他载荷。力学模型:含筒体、封头、接管，使用solid45单元。主要考核上封头和筒体的连接处以及封头上接管。对于静强度分析，查看壳体所有结构不连续部位的应力情况，得出壳体屮性面和内、